JP5429630B2 - 伝送線路フィルタ - Google Patents
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Description
なお、本願の基礎出願である特願2007−069028号の内容は、この出願番号の開示により本願に組み込まれるものとする。
特開平3−108192号公報の強誘電体メモリは、下部電極と、上部電極と、強誘電体層と、反強誘電体層とを具備する。ここで、下部電極はストライプ状である。上部電極は、下部電極と直行するように配置されていて、ストライプ状である。強誘電体層は、下部電極と上部電極との間に配置されて、両電極間に印加される電界により分極状態を変化させる。反強誘電体層は、下部電極と強誘電体層との間または上部電極と強誘電体層との間の少なくとも一方に配置されている。
実開平3−71598号公報の電界発光灯は、透明電極と背面電極とにより、絶縁層と発光層とを狭時している。高誘電体粉末をバインダに分散してなる絶縁層が、チタン酸ジルコン酸バリウムを用いている。
特開平7−111407号公報の強誘電体送電線路は、印加電界の大きさにより誘電率が変化する強誘電体材料を接地導体上に設けている。また、強誘電体材料上にマイクロ波を伝搬させる伝送線路が導体パターンで形成されている。さらに、導体パターンに印加する電圧によって、強誘電体材料の誘電率を変化させることにより、前記マイクロ波の特性を変化させている。
特開平10−39265号公報の電気光学素子は、強誘電性基体と、この強誘電性基体中に所定形状に形成された分極反転ドメインとを有する。この分極反転ドメインのドメイン壁の少なくとも一つが前記強誘電性基体の主面に対して垂直もしくはほぼ垂直である。光ビームが前記ドメイン壁を少なくとも二つ通過するように構成され、かつ、前記光ビームの伝搬方向に沿う、前記主面とは異なる前記強誘電性基体の側面に電極が設けられている。
特開平11−239002号公報の移相器は、1THz以下の電磁波の位相を遅延させるための遅延量の制御が可能である。1対の伝送線と、絶縁性物質とを備える。ここで、1対の伝送線は、互いに対向して設けられ、電磁波を伝送するとともに、一方と他方の間に遅延量を制御するための電磁波よりも周波数の低い制御電圧が印加される。絶縁性物質は、1対の伝送線の間に設けられ、制御電圧に応じてその誘電率が変化する。
特開2006−60112号公報のプリント基板は、信号線と、グランドもしくは電源ラインとの間に、強誘電体を含んだ誘電体を有する伝送線路を備えている。
特開2006−145726号公報の電磁波方向制御素子は、フォトニック結晶誘電体複合物質と、高誘電率誘電体物質と低誘電率誘電体物質とを用いて構成される。ここで、フォトニック結晶誘電体複合物質は、第1の誘電率を有する第1の誘電体物質中に、第1の誘電率とは異なる第2の誘電率を有する第2の誘電体物質が周期的に配列されている、そのような周期構造を有する。高誘電率誘電体物質は、周期構造を持たずかつ第3の誘電率を有する。低誘電率誘電体物質は、周期構造を持たずかつ前記第3の誘電率より低い第4の誘電率を有する。また、電磁波の入力端側から出力端側に向かって、入力側フォトニック結晶部分と、入力側結晶欠陥部分と、中間フォトニック結晶部分と、出力側結晶欠陥部分と、出力側フォトニック結晶部分とが順次配置されている。ここで、入力側フォトニック結晶部分は、フォトニック結晶誘電体複合物質からなる。入力側結晶欠陥部分は、記高誘電率誘電体物質からなる。中間フォトニック結晶部分は、フォトニック結晶誘電体複合物質からなる出力側結晶欠陥部分は、低誘電率誘電体物質からなる。出力側フォトニック結晶部分は、フォトニック結晶誘電体複合物質からなる。
本発明の他の目的は、広帯域な阻止帯域中に狭い通過帯域を発生させることが可能で、且つ通過帯域が制御可能な伝送線路フィルタを提供することである。
図1は、本発明の第1の実施形態における伝送線路フィルタの斜視図である。
本実施形態における伝送線路フィルタは、ストリップ導体3と、グランドプレーン4と、複数の常誘電体1と、複数の強誘電体2とを具備する。複数の常誘電体1は、それぞれ同じ大きさである。また、複数の強誘電体2もそれぞれ同じ大きさである。
図2は、本発明の第2の実施形態における伝送線路フィルタの、マイクロストリップ線路の長さ方向の断面図である。また、図3は、本発明の第2の実施形態における伝送線路フィルタの、マイクロストリップ線路の伝送波進行方向に垂直な断面図である。
本実施形態における伝送線路フィルタは、複数の強誘電体2と、ストリップ導体3と、グランドプレーン4と、誘電体層8とを具備している。複数の強誘電体2はそれぞれ同じ大きさである。
図4は、本発明の第3の実施形態における伝送線路フィルタの斜視図である。
本実施形態の伝送線路フィルタは、複数の強誘電体2と、ストリップ導体3と、グランドプレーン4とを具備している。複数の強誘電体2はそれぞれ同じ大きさであって、ストリップ導体3がちょうど通る穴が設けられている。
図5は、本発明の第4の実施形態を示す伝送線路フィルタの上から見たときの平面図である。
本実施形態における伝送線路フィルタは、複数の強誘電体2と、複数のストリップ導体3と、誘電体層8とを具備している。複数の強誘電体2は、それぞれ同じ大きさをしている。また、複数のストリップ導体3も、少なくともその一部については、それぞれ同じ大きさをしている。さらに、複数の強誘電体2と、複数のストリップ導体3とは、幅が同じである。
本発明の第5の実施形態は、図1から図5に示した伝送線路のいずれかであり、且つ周期配列された強誘電体のいくつか、例えばある一点の強誘電体のみが電圧源と接続されているような状態である。この場合、電圧源と接続されている強誘電体のみ比誘電率を変化させることが出来る。強誘電体の比誘電率が変化したとき、広い阻止帯域中に狭い通過帯域が発生するような伝送特性となる。この現象は、完全結晶中に欠陥を導入した場合に、エネルギーバンド構造の禁制帯に欠陥(不純物)準位が発生するのと原理的に同じ現象である。さらに、強誘電体に加える電圧の大きさを変化させることにより、阻止帯域中の通過帯域の周波数を変えることができる。すなわち、強誘電体への印加電圧の大きさを調整することにより、通過帯域の周波数の変化量を制御することが出来る。
εr=P/(ε0・E)+1 (…式1)
(εr:比誘電率、P:分極ベクトル、ε0:真空の誘電率、E:電界ベクトル)
と表すことが出来る。従って、分極Pが電界Eに対して線形、すなわちP=aE(a:定数)であれば比誘電率は電界により変化しないが、強誘電体の場合、比誘電率は異方性を持ち(テンソルで表され)、図10に示すように分極は電界に対して非線形である。このため、強誘電体の比誘電率は電界に応じて変化する。
Claims (16)
- それぞれの形状が同じで、ある配列方向に周期的に、かつ、ブラッグ反射を発生させるべく配列された複数の強誘電体と、
前記複数の強誘電体同士を、前記配列方向に接続する、ストリップ導体と
を具備する
伝送線路フィルタ。 - 請求項1に記載の伝送線路フィルタにおいて、
前記複数の強誘電体の少なくとも1つに接続された電圧印加回路
をさらに具備し、
前記電圧印加回路は、前記伝送線路フィルタにおける阻止帯域の周波数を制御するために、前記複数の強誘電体の少なくとも1つに電圧を印加する
伝送線路フィルタ。 - 請求項1または2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
前記複数の強誘電体よりも誘電率が低い複数の常誘電体と、
グランドプレーンと
をさらに具備し、
前記複数の常誘電体は、それぞれ同じ形状をしており、前記複数の強誘電体の前記配列方向と同じ方向に、前記複数の強誘電体と交互に周期的に配列されており、
前記複数の強誘電体と前記複数の常誘電体とを含む誘電体集合層は、前記ストリップ導体と前記グランドプレーンとの間に積層されて位置している
伝送線路フィルタ。 - 請求項2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
前記複数の強誘電体よりも誘電率が低い複数の常誘電体と、
グランドプレーンと
をさらに具備し、
前記複数の常誘電体は、それぞれ同じ形状をしており、前記複数の強誘電体の前記配列方向と同じ方向に、前記複数の強誘電体と交互に周期的に配列されており、
前記複数の強誘電体と前記複数の常誘電体とを含む誘電体集合層は、前記ストリップ導体と前記グランドプレーンとの間に積層されて位置しており、
前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと前記誘電体集合層とが積層されている方向に電圧が印加されるように、前記グランドプレーンと、前記複数の強誘電体の少なくとも1つとに接続されている
伝送線路フィルタ。 - 請求項4に記載の伝送線路フィルタにおいて、
前記グランドプレーンは、前記複数の強誘電体の前記少なくとも1つとの接触部分において所定の大きさの孔を具備し、
前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと前記誘電体集合層とが積層されている方向に電圧が印加されるように、前記複数の強誘電体の前記少なくとも1つに接続されており、
前記電圧印加回路と、前記複数の強誘電体の前記少なくとも1つの前記グランドプレーン側の面との接続は、前記グランドプレーンの孔を通っている
伝送線路フィルタ。 - 請求項1または2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
グランドプレーンと、
前記グランドプレーンの上に積層されて位置している第2の誘電体と
をさらに具備し、
前記ストリップ導体は、前記第2の誘電体にさらに積層されて形成されており、
前記複数の強誘電体のそれぞれは、前記ストリップ導体が嵌合する溝を具備し、前記ストリップ導体と前記第2の誘電体との上に積層されて密着している
伝送線路フィルタ。 - 請求項2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
グランドプレーンと、
前記グランドプレーンの上に積層されて位置している第2の誘電体と
をさらに具備し、
前記ストリップ導体は、前記第2の誘電体にさらに積層されて形成されており、
前記複数の強誘電体のそれぞれは、前記ストリップ導体が嵌合する溝を具備し、前記ストリップ導体と前記第2の誘電体との上に積層されて密着しており、
前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと前記第2の誘電体とが積層されている方向と、前記ストリップ導体の長さ方向との両方に直交する方向に電圧が印加されるように、前記複数の強誘電体の前記少なくとも1つに接続されている
伝送線路フィルタ。 - 請求項1または2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
グランドプレーン
をさらに具備し、
前記複数の強誘電体のそれぞれは、前記ストリップ導体が貫通しかつ嵌合するための孔を具備し、
前記ストリップ導体は、前記複数の強誘電体のそれぞれの前記孔を貫通して前記複数の強誘電体に接続され、
前記ストリップ導体に貫通されて一体化された前記複数の強誘電体は、それぞれ前記グランドプレーンの上に密着して位置している
伝送線路フィルタ。 - 請求項2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
グランドプレーン
をさらに具備し、
前記複数の強誘電体のそれぞれは、前記ストリップ導体が貫通しかつ嵌合するための孔を具備し、
前記ストリップ導体は、前記複数の強誘電体のそれぞれの前記孔を貫通して前記複数の強誘電体に接続され、
前記ストリップ導体に貫通されて一体化された前記複数の強誘電体は、それぞれ前記グランドプレーンの上に密着して位置しており、
前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと前記複数の強誘電体とが積層されている方向に電圧が印加されるように、前記グランドプレーンと、前記複数の強誘電体の少なくとも1つとに接続されている
伝送線路フィルタ。 - 請求項1または2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
前記複数の強誘電体よりも誘電率が低い第2の誘電体
をさらに具備し、
前記ストリップ導体は、それぞれ形状が同じ複数の部分に分割されて、
前記ストリップ導体の前記複数の部分は、前記複数の強誘電体を断続的に接続し、
前記ストリップ導体の前記複数の部分と、前記複数の強誘電体は、一方向に交互に配列されていて、前記第2の誘電体の表面にそれぞれ密着するように配置されている
伝送線路フィルタ。 - 請求項2に記載の伝送線路フィルタにおいて、
前記複数の強誘電体よりも誘電率が低い第2の誘電体
をさらに具備し、
前記ストリップ導体は、それぞれ形状が同じ複数の部分に分割されて、
前記ストリップ導体の前記複数の部分は、前記複数の強誘電体を断続的に接続し、
前記ストリップ導体の前記複数の部分と、前記複数の強誘電体は、一方向に交互に配列されていて、前記第2の誘電体の表面にそれぞれ密着するように配置されており、
前記電圧印加回路は、前記グランドプレーンと、前記複数の強誘電体と前記ストリップ導体との集合とが積層されている方向と、前記ストリップ導体の長さ方向との、両方に直交する方向に電圧が印加されるように、前記複数の強誘電体の少なくとも1つに接続されている
伝送線路フィルタ。 - 請求項1〜11のいずれかに記載の伝送線路フィルタにおいて、
前記複数の強誘電体は、チタン酸バリウムか、ジルコン酸チタン酸鉛か、ランタンが添加されたジルコン酸チタン酸鉛かのいずれかの物質である
伝送線路フィルタ。 - 請求項3〜5のいずれかに記載の伝送線路フィルタにおいて、
前記複数の強誘電体は、チタン酸バリウムであり、
前記複数の常誘電体は、アルミナである
伝送線路フィルタ。 - (a)伝送線路フィルタに任意の伝送波を入力するステップと、
(b)前記伝送線路フィルタの長さ方向に周期的に配列された複数の強誘電体によって、前記伝送波にブラッグ反射を起こすステップと、
(c)前記複数の強誘電体の少なくとも1つにおいて、前記伝送線路フィルタの長さ方向に直交する方向に、所定の電圧を印加することによって、前記ブラッグ反射による阻止帯域の周波数を変えるステップと、
(d)前記印加電圧を調節することによって、前記阻止帯域の周波数を制御するステップと
を具備する
伝送線路フィルタ制御方法。 - 請求項14に記載の伝送線路フィルタ制御方法において、
前記伝送線路フィルタは、更に、複数の常誘電体を備え、
前記複数の強誘電体と前記複数の常誘電体は、前記長さ方向に交互に配置されている
伝送線路フィルタ制御方法。 - 請求項15に記載の伝送線路フィルタ制御方法において、
前記複数の強誘電体は、チタン酸バリウムであり、
前記複数の常誘電体は、アルミナである
伝送線路フィルタ制御方法。
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